运动控制偏位问题的原因及解决办法

偏位问题是使用步进或伺服电机的设备制造厂在设备装机调试以及设备使用过程中，所面临的常见问题之一。出现偏位可能是机械装配不当造成，可能是控制系统与驱动器信号不匹配，也可能是设备内电磁干扰、车间内设备互相干扰或者是设备安装时地线处理不妥当等造成。

本文从众多应用案例中，提炼整理出最常见的偏位原因及对策，用以帮助设备厂家调试人员快速定位问题、采取各种适宜措施提高设备抗干扰性、为设备正确接地保证正常运行。

No.1

规律性偏位

Q：做往复运动，往前越偏越多（少）

可能原因①：脉冲当量不对

解决方式：出机前用机器画一个尽可能大幅面的正方形，然后用尺去量实际尺寸，对比实际尺寸和控制卡设置尺寸之间的比例，然后将其加入控制卡运算，反复进行三次之后就会得到一个比较准确的值。

可能原因②：脉冲指令的触发沿与方向指令的电平变换时序冲突

解决方式：控制卡（PLC）软件工程师将方向信号提前。或者驱动器应用技术人员更改脉冲沿计数方式。

Q：运动过程中电机在固定点抖动，过该点后能正常运行，但少走一段距离

可能原因：机械装配问题

解决方式：1、检查机械结构出现卡死的原因，是该处摩擦阻力大还是滑轨装得不平行等。2、步进电机力矩不够。由于终端客户出现提速或者加大负载的要求，导致原本能满足要求的电机在高速力矩不够，从而发生高速段堵转的现象。解决方法可以通过驱动器设置更大输出电流或者在驱动器允许电压范围内提高供电电压，或更换更大转矩的电机。

Q：电机往复运动来回均没走到位且偏移量固定

可能原因：皮带间隙

解决方式：如运动控制卡具有皮带反向间隙补偿功能，可利用之；或者绷紧皮带。

Q：切绘轨迹不重合

可能原因①：惯量过大

解决方式：增加Y轴减速比，使用陷波功能提高伺服驱动器刚性以解决该问题。

可能原因②：刀和喷头重合度没调好

解决方式：修改刀和喷头位置补偿参数。

Q：画圆成椭圆

可能原因：XY轴平台两轴不垂直

解决方式：调节龙门架X轴与Y轴垂直度可以解决该问题。

No.2

非规律性偏位

Q：运行过程中不定期出现偏位，偏位具有偶然性，偏位多少不确定

可能原因①：干扰原因导致电机偏位

解决方式：如果干扰出现的比较频繁，则可以利用示波器监控脉冲频率确定干扰发生的时间进而确定干扰源，移除或者使脉冲信号远离干扰源能解决部分干扰。如果干扰出现的比较偶然，或者难以确定干扰源位置或电气柜已固定难以移动，则可以考虑采用以下措施来解决问题：

①  驱动器接地，

②  脉冲线更换双绞屏蔽线，

③  脉冲正负端并联103陶瓷电容滤波（脉冲频率小于54kHz），

④  脉冲信号套磁环，

⑤  驱动器和控制器电源前端增加滤波器。

可能原因②：脉冲串出现窄脉冲

解决方式：查找控制器出现这种问题的原因，是脉冲接口问题，还是软件算法问题。

可能原因③：机械结构松动

解决方式：关键部分、受力大的结构螺丝一定用弹垫、而且螺丝或顶丝宜涂覆螺丝胶。电机轴与联轴器尽量用键槽连接。

可能原因④：滤波电容过大

解决方式：加滤波电容时需要核算脉冲频率、一定要保证最大通过脉冲频率满足要求。

可能原因⑤：PLC或者运动控制卡最大脉冲频率不够高

解决方式：假如上位机最大脉冲频率有限，为了保证速度，可以适当降低驱动器细分，以保证电机转速。